DE102022203734A1 - Shut-off valve and tank system with a shut-off valve - Google Patents

Shut-off valve and tank system with a shut-off valve Download PDF

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Abstract

Die vorgestellte Erfindung betrifft ein Absperrventil (100) zum Verschließen eines Tanks (201). Das Absperrventil (100) umfasst einen Steuerraum (101), ein Vorsteuerventil (103), ein Hauptventil (105), einen Elektromagneten (107), einen Mitnehmer (109) und eine Grundplatte (111), wobei der Elektromagnet (107) einen Magnetanker (115) und eine Spule (113) umfasst, wobei das Vorsteuerventil (103) beweglich in dem Magnetanker (115) gelagert ist, wobei der Magnetanker (115) beweglich angeordnet ist, sodass der Magnetanker (115) sich bei einer Bestromung der Spule (113) um einen Magnetankerhub (119) in Richtung der Grundplatte (111) bewegt, wobei der Mitnehmer (109) dazu konfiguriert ist, das Vorsteuerventil (103) bei einer Bewegung des Magnetankers (115) aus einer Grundstellung des Vorsteuerventils (103) um einen Vorsteuerventilhub (121) mit in Richtung der Grundplatte (111) in eine Vorsteuerstellung zu bewegen, wobei das Hauptventil (105) um einen Hauptventilhub (135) in Richtung der Grundplatte (111) bewegbar ist, wobei das Hauptventil (105) dazu konfiguriert ist, bei einer Bewegung um den Hauptventilhub (135), das Vorsteuerventil (103) aus der Vorsteuerstellung weiter in Richtung der Grundplatte (111) zu bewegen.The invention presented relates to a shut-off valve (100) for closing a tank (201). The shut-off valve (100) comprises a control chamber (101), a pilot valve (103), a main valve (105), an electromagnet (107), a driver (109) and a base plate (111), the electromagnet (107) having a magnet armature (115) and a coil (113), the pilot control valve (103) being movably mounted in the magnet armature (115), the magnet armature (115) being movably arranged so that the magnet armature (115) moves when the coil (115) is energized. 113) moves by a magnet armature stroke (119) in the direction of the base plate (111), the driver (109) being configured to move the pilot control valve (103) by one when the magnet armature (115) moves from a basic position of the pilot control valve (103). To move the pilot valve lift (121) in the direction of the base plate (111) into a pilot control position, the main valve (105) being movable by a main valve lift (135) in the direction of the base plate (111), the main valve (105) being configured to do so. when moving around the main valve lift (135), the pilot control valve (103) is moved further from the pilot control position towards the base plate (111).

Description

Die vorgestellte Erfindung betrifft ein Absperrventil und ein Tanksystem mit einem Absperrventil.The invention presented relates to a shut-off valve and a tank system with a shut-off valve.

Stand der TechnikState of the art

Mobile Wasserstofftanksysteme bspw. zum Einsatz in Kraftfahrzeugen, umfassen Tankventile zur Befüllung mit Kraftstoff, wie bspw. Wasserstoff, um Antriebe, wie bspw. Brennstoffzellen oder Wasserstoffverbrennungsmotoren mit Kraftstoff zu versorgen. Für den Fall eines Leitungsbruchs oder Unfalls müssen die Wasserstofftanks mittels eines sogenannten „Shut-Off-Ventils“, d.h. einem Absperrventil, selbstständig verschlossen werden, um einen unkontrollierten Austritt von Kraftstoff zu verhindern.Mobile hydrogen tank systems, for example for use in motor vehicles, include tank valves for filling with fuel, such as hydrogen, in order to supply drives, such as fuel cells or hydrogen combustion engines, with fuel. In the event of a line break or accident, the hydrogen tanks must be closed automatically using a so-called “shut-off valve”, i.e. a shut-off valve, in order to prevent uncontrolled leakage of fuel.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Im Rahmen der vorgestellten Erfindung werden ein Absperrventil und ein Tanksystem vorgestellt. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Absperrventil beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Tanksystem und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.As part of the presented invention, a shut-off valve and a tank system are presented. Further features and details of the invention emerge from the respective subclaims, the description and the drawings. Features and details that are described in connection with the shut-off valve according to the invention naturally also apply in connection with the tank system according to the invention and vice versa, so that reference is or can always be made to each other with regard to the disclosure of the individual aspects of the invention.

Die vorgestellte Erfindung dient insbesondere dazu, ein kompaktes Absperrventil bereitzustellen, das insbesondere in einem Flaschenhals eines Drucktanks angeordnet werden kann.The presented invention serves in particular to provide a compact shut-off valve that can be arranged in particular in a bottle neck of a pressure tank.

Es wird somit gemäß einem ersten Aspekt der vorgestellten Erfindung ein Absperrventil zum Verschließen eines Tanks vorgestellt. Das Absperrventil umfasst einen Steuerraum, ein Vorsteuerventil, ein Hauptventil, einen Elektromagneten, einen Mitnehmer und eine Grundplatte.According to a first aspect of the presented invention, a shut-off valve for closing a tank is therefore presented. The shut-off valve includes a control chamber, a pilot valve, a main valve, a solenoid, a driver and a base plate.

Der Elektromagnet umfasst einen Magnetanker und eine Spule, wobei der Magnetanker beweglich angeordnet ist, sodass der Magnetanker sich bei einer Bestromung der Spule um einen Magnetankerhub in Richtung der Grundplatte bewegt.The electromagnet comprises a magnet armature and a coil, wherein the magnet armature is arranged to be movable, so that the magnet armature moves in the direction of the base plate by one magnet armature stroke when the coil is energized.

Das Vorsteuerventil ist beweglich in dem Magnetanker gelagert.The pilot control valve is movably mounted in the magnet armature.

Der Mitnehmer ist dazu konfiguriert, das Vorsteuerventil bei einer Bewegung des Magnetankers aus einer Grundstellung des Vorsteuerventils um einen Vorsteuerventilhub mit in Richtung der Grundplatte in eine Vorsteuerstellung zu bewegen.The driver is configured to move the pilot valve in the direction of the base plate into a pilot control position when the magnet armature moves from a basic position of the pilot valve by a pilot valve stroke.

Das Hauptventil ist um einen Hauptventilhub in Richtung der Grundplatte bewegbar und dazu konfiguriert, bei einer Bewegung um den Hauptventilhub, das Vorsteuerventil aus der Vorsteuerstellung weiter in Richtung der Grundplatte zu bewegen.The main valve is movable towards the base plate by a main valve stroke and is configured to move the pilot valve from the pilot control position further towards the base plate when moving by the main valve stroke.

Unter einem Mitnehmer ist im Kontext der vorgestellten Erfindung ein Bauteil zu verstehen, das beweglich ist und dazu konfiguriert ist, bei einer Bewegung einen Bewegungspartner, wie bspw. das erfindungsgemäß vorgesehene Vorsteuerventil zu kontaktieren und bei seiner Bewegung zumindest bereichsweise mitzuführen. Insbesondere ist der erfindungsgemäße Mitnehmer eine Ausstülpung des erfindungsgemäßen Magnetankers, die dazu konfiguriert ist, in eine Ausstülpung des erfindungsgemäß vorgesehenen Vorsteuerventils einzugreifen.In the context of the presented invention, a driver is to be understood as a component that is movable and is configured to contact a movement partner, such as the pilot control valve provided according to the invention, during a movement and to carry it along at least in some areas during its movement. In particular, the driver according to the invention is a protuberance of the magnet armature according to the invention, which is configured to engage in a protuberance of the pilot control valve provided according to the invention.

Das vorgestellte Absperrventil basiert auf einem sehr kleinen Vorsteuerventilhub des Vorsteuerventils, der durch eine Bewegung des Magnetankers erzeugt wird und einem größeren Hauptventilhub des Hauptventils, der durch eine Druckdifferenz zwischen dem Steuerraum und eine Hochdruckanbindung des Absperrventils erzeugt wird.The shut-off valve presented is based on a very small pilot valve lift of the pilot valve, which is generated by a movement of the magnet armature, and a larger main valve lift of the main valve, which is generated by a pressure difference between the control chamber and a high-pressure connection of the shut-off valve.

Da der erfindungsgemäß vorgesehene Elektromagnet lediglich für eine Bewegung des Magnetankers um einen kleinen Vorsteuerventilhub benötigt wird, kann der Elektromagnet gegenüber bekannten Absperrventilen, bei denen ein größerer Vorsteuerventilhub vorgesehen ist, kleiner ausgestaltet werden. Entsprechend kann das vorgestellte Absperrventil an sich sehr klein ausgestaltet werden und in einem Flaschenhalt einer Druckflasche eines Tanks angeordnet werden.Since the electromagnet provided according to the invention is only required for a movement of the magnet armature by a small pilot valve stroke, the electromagnet can be made smaller compared to known shut-off valves in which a larger pilot valve stroke is provided. Accordingly, the shut-off valve presented can be designed to be very small and can be arranged in a bottle holder of a pressure bottle in a tank.

Es kann vorgesehen sein, dass der Vorsteuerventilhub kleiner ist als der Hauptventilhub.It can be provided that the pilot valve lift is smaller than the main valve lift.

Durch einen Vorsteuerventilhub, der kleiner ist als der Hauptventilhub wird eine Kraft, die für den Vorsteuerventilhub benötig wird, minimiert. Entsprechend kann der Elektromagnet besonders schwach und entsprechend klein dimensioniert werden.A pilot valve lift that is smaller than the main valve lift minimizes the force required for the pilot valve lift. Accordingly, the electromagnet can be particularly weak and correspondingly small in size.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Magnetankerhub gleich groß ist wie der Vorsteuerventilhub.It can also be provided that the magnet armature stroke is the same as the pilot valve stroke.

Da eine Bewegung des Magnetankers durch den Mitnehmer auf das Vorsteuerventil übertragen wird, kann der Magnetankerhub direkt in eine Bewegung des Vorsteuerventils und einen entsprechenden Vorsteuerventilhub überführt werden, sodass das Vorsteuerventil und der Magnetanker sich zeitgleich und gleich lange bzw. über die gleiche Länge hinweg in Richtung der Grundplatte bewegen.Since a movement of the magnet armature is transmitted to the pilot control valve by the driver, the magnet armature stroke can be converted directly into a movement of the pilot control valve and a corresponding pilot control valve stroke, so that the pilot control valve and the magnet armature move in the direction of the base plate at the same time and for the same length or over the same length.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Vorsteuerventil in der Ruhestellung eine sich durch das Hauptventil erstreckende Verbindung des Steuerraums zu einer Niederdruckanbindung des Absperrventils abdichtet und in der Vorsteuerstellung die Verbindung freigibt, sodass in der Vorsteuerstellung die Niederdruckanbindung befüllbar ist, um einen Druck in dem Steuerraum abzusenken und das Hauptventil um den Hauptventilhub in Richtung der Grundplatte zu bewegen.It can further be provided that in the rest position the pilot control valve seals a connection of the control chamber that extends through the main valve to a low-pressure connection of the shut-off valve and in the pilot control position releases the connection, so that in the pilot control position the low pressure connection can be filled in order to maintain a pressure in the control chamber lower and move the main valve towards the base plate by the main valve stroke.

Das Vorsteuerventil ist im Wesentlichen zwischen einer Ruhestellung, in der das Vorsteuerventil eine sich durch das Hauptventil erstreckende Verbindung des Steuerraums zu einer Niederdruckanbindung des Absperrventils abdichtet, einer Vorsteuerstellung und weiter einer ausgelenkten Stellung, in der die Verbindung freigegeben ist, beweglich gelagert. Entsprechend wird über eine Bewegung bzw. den Vorsteuerventilhub des Vorsteuerventils eine Entweichung von Fluid aus dem Steuerraum über die Verbindung eingeleitet und, dadurch bedingt, der Hauptventilhub des Hauptventils ausgelöst. Entsprechend erfolgt der Hauptventilhub des Hauptventils stromlos bzw. ohne Unterstützung durch den Elektromagneten, sondern lediglich Angetrieben durch einen Druckunterschied zwischen einer Hochdruckanbindung bzw. einem Druck in einem mit dem Absperrventil gekoppelten Tank und dem Druck in dem Steuerraum, der je nach Stellung des Vorsteuerventils variiert.The pilot control valve is essentially movably mounted between a rest position in which the pilot control valve seals a connection of the control chamber extending through the main valve to a low-pressure connection of the shut-off valve, a pilot control position and further a deflected position in which the connection is released. Accordingly, an escape of fluid from the control chamber via the connection is initiated via a movement or the pilot valve lift of the pilot control valve and, as a result, the main valve lift of the main valve is triggered. Accordingly, the main valve lift of the main valve takes place without current or without support from the electromagnet, but is only driven by a pressure difference between a high-pressure connection or a pressure in a tank coupled to the shut-off valve and the pressure in the control chamber, which varies depending on the position of the pilot control valve.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Absperrventil ein Dichtelement umfasst, dass einen Zulauf zu dem Steuerraum aus einem mit dem Absperrventil gekoppelten Hochdrucksystem verhindert, wenn sich das Hauptventil um den Hauptventilhub in Richtung der Grundplatte bewegt hat.It can further be provided that the shut-off valve comprises a sealing element that prevents inflow to the control chamber from a high-pressure system coupled to the shut-off valve when the main valve has moved towards the base plate by the main valve stroke.

Um einen Druckausgleich zwischen einer Hochdruckanbindung des Absperrventils und dem Steuerraum und eine dadurch bedingte Blockade einer Bewegung des Hauptventils zu verhindern, kann ein Dichtelement, wie bspw. ein Schaum oder ein Dichtring an einer Einlassstelle der Hochdruckanbindung vorgesehen sein, sodass bspw. das Hauptventil das Dichtelement auf die Einlassstelle drückt, wenn sich das Hauptventil um den Hauptventilhub in Richtung der Grundplatte bewegt hat.In order to prevent pressure equalization between a high-pressure connection of the shut-off valve and the control chamber and a resulting blockage of movement of the main valve, a sealing element, such as a foam or a sealing ring, can be provided at an inlet point of the high-pressure connection, so that, for example, the main valve has the sealing element presses on the inlet point when the main valve has moved towards the base plate by the main valve stroke.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass zwischen dem Magnetanker und der Grundplatte eine Restluftspaltscheibe angeordnet ist.It can also be provided that a residual air gap disk is arranged between the magnet armature and the base plate.

Eine Restluftspaltscheibe zwischen dem Magnetanker und der Grundplatte verhindert zum einen ein magnetisches Kleben des Magnetankers an der Grundplatte und zum andern ein Befüllen des Steuerraums durch einen Spalt zwischen Magentanker und Grundplatte.A residual air gap disc between the magnet armature and the base plate prevents, on the one hand, the magnetic armature from sticking to the base plate and, on the other hand, prevents the control chamber from being filled through a gap between the magnet armature and the base plate.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Absperrventil eine Vorsteuerventilfeder umfasst, die das Vorsteuerventil von der Vorsteuerstellung in die Ruhestellung drückt, das Absperrventil eine Positionsfeder umfasst, die das Hauptventil auf eine Niederdruckanbindung des Absperrventils drückt, und das Absperrventil eine Hauptventilfeder umfasst, die das Hauptventil in Richtung des Vorsteuerventils drückt.It can further be provided that the shut-off valve comprises a pilot valve spring which presses the pilot control valve from the pilot control position into the rest position, the shut-off valve comprises a position spring which presses the main valve onto a low-pressure connection of the shut-off valve, and the shut-off valve comprises a main valve spring which presses the main valve pushes in the direction of the pilot control valve.

Durch jeweilige Federn, d.h. mechanische Federelemente des Absperrventils können Kräfte und Gegenkräfte, insbesondere eine durch den Elektromagnet für den Vorsteuerventilhub bereitzustellende Kraft genau eingestellt werden.By means of respective springs, i.e. mechanical spring elements of the shut-off valve, forces and counterforces, in particular a force to be provided by the electromagnet for the pilot valve stroke, can be precisely adjusted.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorgestellte Erfindung ein Tanksystem zum Speichern eines Fluids. Das Tanksystem umfasst einen Tank und eine mögliche Ausgestaltung des vorgestellten Absperrventils.According to a second aspect, the presented invention relates to a tank system for storing a fluid. The tank system includes a tank and a possible design of the shut-off valve presented.

Es kann vorgesehen sein, dass das vorgestellte Tanksystem zum Speichern von Wasserstoff konfiguriert ist.It can be provided that the tank system presented is configured to store hydrogen.

Das vorgestellte Absperrventil eignet sich insbesondere zum Verhindern eines Austritts von Wasserstoff aus einem Tank, sodass sich das vorgestellte Tanksystem als besonders sicheres Tanksystem zum Speichern von Wasserstoff eignet.The shut-off valve presented is particularly suitable for preventing hydrogen from escaping from a tank, so that the tank system presented is suitable as a particularly safe tank system for storing hydrogen.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Absperrventil in einem Flaschenhals eines Druckbehälters des Tanks angeordnet ist.It can further be provided that the shut-off valve is arranged in a bottle neck of a pressure vessel of the tank.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description, in which exemplary embodiments of the invention are described in detail with reference to the drawings. The features mentioned in the claims and in the description can each be essential to the invention individually or in any combination.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Absperrventils,
  • 2 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Tanksystems.
Show it:
  • 1 a schematic representation of a possible design of the shut-off valve presented,
  • 2 a schematic representation of a possible design of the tank system presented.

In 1 ist ein Absperrventil 100 dargestellt. Das Absperrventil umfasst einen Steuerraum 101, ein Vorsteuerventil 103, ein Hauptventil 105, einen Elektromagneten 107, einen Mitnehmer 109 und eine Grundplatte 111.In 1 a shut-off valve 100 is shown. The shut-off valve includes a control chamber 101, a pilot valve 103, a main valve 105, an electromagnet 107, a driver 109 and a base plate 111.

Die Grundplatte 111 kann bspw. ein Teil eines Gehäuses sein, indem das Absperrventil verbaut ist. Daher kann die Grundplatte 111 mit dem Absperrventil 100 über eine Schnittstelle des Absperrventils 100, insbesondere ein Gewinde, verbunden sein, sodass das Gehäuse bzw. die Grundplatte 111 für einen magnetischen Fluss bzw. Rückschluss des Elektromagneten 107 sorgt.The base plate 111 can, for example, be part of a housing in which the shut-off valve is installed. Therefore, the base plate 111 can be connected to the shut-off valve 100 via an interface of the shut-off valve 100, in particular a thread, so that the housing or the base plate 111 ensures a magnetic flow or inference of the electromagnet 107.

Öffnungskräfte und Haltekräfte des Vorsteuerventils 103 werden durch das Ansteuern bzw. Bestromen einer Spule 113 erreicht. Wird die Spule 113 elektrisch angesteuert, bildet sich ein magnetisches Feld 139 aus, das einen Magnetanker 115 des Elektromagneten 107 entgegen einer Vorsteuerventilfeder 117 um einen Magnetankerhub, wie gemäß Pfeil 119 angedeutet, nach unten in Richtung Grundplatte bewegt.Opening forces and holding forces of the pilot control valve 103 are achieved by controlling or energizing a coil 113. If the coil 113 is electrically controlled, a magnetic field 139 is formed, which moves a magnet armature 115 of the electromagnet 107 downwards towards the base plate against a pilot valve spring 117 by a magnet armature stroke, as indicated by arrow 119.

Durch den mechanischen Mitnehmer 109 wird das Vorsteuerventil 103 analog der Magnetankerbewegung um einen Vorsteuerventilhub, wie durch Pfeil 121 angedeutet, mitgenommen. Dabei hebt das Vorsteuerventil 103 aus seinem Dichtsitz am Hauptventil 105 ab und befüllt eine Niederdruckanbindung 123, wie durch Pfeil 125 angedeutet, mit Fluid aus dem Steuerraum 101.The mechanical driver 109 moves the pilot valve 103 along by one pilot valve stroke, analogous to the magnet armature movement, as indicated by arrow 121. The pilot control valve 103 lifts out of its sealing seat on the main valve 105 and fills a low-pressure connection 123, as indicated by arrow 125, with fluid from the control chamber 101.

Im Steuerraum 101 liegt bis zum Lösen des Vorsteuerventils 103 von dem Hauptventil 105 derselbe Druck an, wie in einer Hochdruckanbindung 127 bzw. einem mit der Hochdruckanbindung 127 gekoppelten Tank. Da der Steuerraum über Führungsspalte aus der Hochdruckanbindung 127 befüllt wird.Until the pilot control valve 103 is released from the main valve 105, the same pressure is present in the control room 101 as in a high-pressure connection 127 or a tank coupled to the high-pressure connection 127. Because the control chamber is filled via guide gaps from the high-pressure connection 127.

Durch das Befüllen und dem damit verbundenen Druckaufbau in der Niederdruckanbindung 123 werden die Druckverhältnisse am Hauptventil 105 dahingehend verändert, dass am Hauptventil 105 eine druckbeaufschlagte Fläche im Steuerraum 101 ein kleineres Druckniveau erhält und bis zu einem Dichtelement 129 der Druck angehoben wird. Zusammen mit der druckbeaufschlagten Fläche
aus der Hochdruckanbindung 127 ergeben sich die öffnenden Kräfte am Hauptventil 105, die zusätzlich durch eine Hauptventilfeder 131 unterstütz werden, jedoch entgegen der Kraft einer sehr kleinen Positionsfeder 141 wirken.By filling and the associated pressure build-up in the low-pressure connection 123, the pressure conditions at the main valve 105 are changed in such a way that a pressurized surface in the control chamber 101 on the main valve 105 receives a smaller pressure level and the pressure is increased up to a sealing element 129. Together with the pressurized surface
The high-pressure connection 127 results in the opening forces on the main valve 105, which are additionally supported by a main valve spring 131, but act against the force of a very small position spring 141.

Das Hauptventil 105 bewegt sich um einen Hauptventilhub, wie durch Pfeil 135 angedeutet, in Richtung des Vorsteuerventils 103, bis es mit diesem in Kontakt kommt.The main valve 105 moves one main valve stroke, as indicated by arrow 135, in the direction of the pilot valve 103 until it comes into contact with it.

Bewegt sich das Hauptventil 105 weiter in Richtung Grundplatte 111, wird das Vorsteuerventil 103 aus dem mechanischen Mitnehmer 109 gehoben und folgt weiter einem Weg des Hauptventils 105.If the main valve 105 moves further towards the base plate 111, the pilot control valve 103 is lifted out of the mechanical driver 109 and continues to follow a path of the main valve 105.

Das Hauptventil 105 bewegt sich konstruktiv so weit bis es am Dichtelement 133 des Magnetankers 115 anstößt und in seinem Hauptventilhub, wie durch Pfeil 135 angedeutet, begrenzt wird.The main valve 105 moves structurally until it abuts the sealing element 133 of the magnet armature 115 and its main valve stroke is limited, as indicated by arrow 135.

Das Dichtelement 133 ist so angeordnet, dass bei längerem Ansteuern bzw. geöffnetem Hauptventil 105 ein Nachfüllen des Steuerraums 101 aus der Hochdruckanbindung 127 unterbunden bzw. ausgeschlossen wird.The sealing element 133 is arranged in such a way that refilling of the control chamber 101 from the high-pressure connection 127 is prevented or excluded when the main valve 105 is activated for a longer period of time or is opened.

Zusätzlich befindet sich zwischen Magnetanker 115 und Grundplatte 111 eine bspw. als Dichtelement ausgebildete Restluftspaltscheibe 137, die ein magnetisches Kleben des Magnetankers 115 an der Grundplatte 111 und ein Befüllen des Steuerraums 101 verhindert.In addition, between the magnet armature 115 and the base plate 111 there is a residual air gap disk 137, designed, for example, as a sealing element, which prevents the magnet armature 115 from magnetically sticking to the base plate 111 and the control chamber 101 from being filled.

Wird die elektrische Ansteuerung der Spule 113 beendet oder durch ein anderes Ereignis unterbrochen, dann fällt die magnetische Haltekraft ab und der Magnetanker 115 entfernt sich vom Dichtelement 133, sodass Fluid über das Dichtelement 133 bzw. entsprechende Freiflächen in den Steuerraum 101 einströmen und zusammen mit der Vorsteuerventilfeder 117 eine schließende Kraft über das Vorsteuerventil 103 auf das Hauptventil 105 ausgeübt und die Niederdruckanbindung 123 verschlossen wird.If the electrical control of the coil 113 is ended or interrupted by another event, then the magnetic holding force drops and the magnet armature 115 moves away from the sealing element 133, so that fluid flows into the control room 101 via the sealing element 133 or corresponding open spaces and together with the Pilot valve spring 117 exerts a closing force on the main valve 105 via the pilot valve 103 and the low-pressure connection 123 is closed.

In 2 ist ein Tanksystem 200 dargestellt. Das Tanksystem 200 umfasst einen Tank 201 mit einem Druckbehälter 203 in Form einer Druckflasche mit einem Flaschenhals 205.In 2 a tank system 200 is shown. The tank system 200 includes a tank 201 with a pressure vessel 203 in the form of a pressure bottle with a bottle neck 205.

In dem Flaschenhals 205 ist das Absperrventil 100 angeordnet.The shut-off valve 100 is arranged in the bottle neck 205.

Claims (10)

Absperrventil (100) zum Verschließen eines Tanks (201), wobei das Absperrventil (100) umfasst: - einen Steuerraum (101), - ein Vorsteuerventil (103), - ein Hauptventil (105), - einen Elektromagneten (107), - einen Mitnehmer (109), - eine Grundplatte (111), wobei der Elektromagnet (107) einen Magnetanker (115) und eine Spule (113) umfasst, wobei das Vorsteuerventil (103) beweglich in dem Magnetanker (115) gelagert ist, wobei der Magnetanker (115) beweglich angeordnet ist, sodass der Magnetanker (115) sich bei einer Bestromung der Spule (113) um einen Magnetankerhub (119) in Richtung der Grundplatte (111) bewegt, wobei der Mitnehmer (109) dazu konfiguriert ist, das Vorsteuerventil (103) bei einer Bewegung des Magnetankers (115) aus einer Grundstellung des Vorsteuerventils (103) um einen Vorsteuerventilhub (121) mit in Richtung der Grundplatte (111) in eine Vorsteuerstellung zu bewegen, wobei das Hauptventil (105) um einen Hauptventilhub (135) in Richtung der Grundplatte (111) bewegbar ist, wobei das Hauptventil (105) dazu konfiguriert ist, bei einer Bewegung um den Hauptventilhub (135), das Vorsteuerventil (103) aus der Vorsteuerstellung weiter in Richtung der Grundplatte (111) zu bewegen.Shut-off valve (100) for closing a tank (201), the shut-off valve (100) comprising: - a control chamber (101), - a pilot control valve (103), - a main valve (105), - an electromagnet (107), - a Driver (109), - a base plate (111), the electromagnet (107) comprising a magnet armature (115) and a coil (113), the pilot control valve (103) being movably mounted in the magnet armature (115), the magnet armature (115) arranged movably is, so that the magnet armature (115) moves in the direction of the base plate (111) by a magnet armature stroke (119) when the coil (113) is energized, the driver (109) being configured to control the pilot control valve (103) during a movement of the magnet armature (115) from a basic position of the pilot control valve (103) by a pilot valve stroke (121) in the direction of the base plate (111) into a pilot control position, the main valve (105) being moved by a main valve stroke (135) in the direction of the base plate ( 111) is movable, wherein the main valve (105) is configured to move the pilot control valve (103) from the pilot control position further towards the base plate (111) when moving by the main valve stroke (135). Absperrventil (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsteuerventilhub (121) kleiner ist als der Hauptventilhub (135).Shut-off valve (100). Claim 1 , characterized in that the pilot valve lift (121) is smaller than the main valve lift (135). Absperrventil (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetankerhub (119) gleich groß ist wie der Vorsteuerventilhub (121).Shut-off valve (100). Claim 1 or 2 , characterized in that the magnet armature stroke (119) is the same size as the pilot valve stroke (121). Absperrventil (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerventil (103) in der Ruhestellung eine sich durch das Hauptventil (105) erstreckende Verbindung des Steuerraums (101) zu einer Niederdruckanbindung (123) des Absperrventils (100) abdichtet und in der Vorsteuerstellung die Verbindung freigibt, sodass in der Vorsteuerstellung die Niederdruckanbindung (123) befüllbar ist, um einen Druck in dem Steuerraum (101) abzusenken und das Hauptventil (105) um den Hauptventilhub (135) in Richtung der Grundplatte (111) zu bewegen.Shut-off valve (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the pilot control valve (103) in the rest position seals a connection of the control chamber (101) extending through the main valve (105) to a low-pressure connection (123) of the shut-off valve (100) and in the pilot control position the connection is released, so that in the pilot control position the low pressure connection (123) can be filled in order to reduce a pressure in the control chamber (101) and to move the main valve (105) in the direction of the base plate (111) by the main valve lift (135). . Absperrventil (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (100) ein Dichtelement (133) umfasst, dass einen Zulauf zu dem Steuerraum (101) aus einem mit dem Absperrventil (100) gekoppelten Hochdrucksystem verhindert, wenn das Hauptventil (105) sich um den Hauptventilhub (135) in Richtung der Grundplatte (111) bewegt hat.Shut-off valve (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the shut-off valve (100) comprises a sealing element (133) that prevents an inlet to the control chamber (101) from a high-pressure system coupled to the shut-off valve (100) when the main valve (105) has moved towards the base plate (111) by the main valve stroke (135). Absperrventil (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Magnetanker (115) und der Grundplatte (111) eine Restluftspaltscheibe (137) angeordnet ist.Shut-off valve (100) according to one of the preceding claims, characterized in that a residual air gap disk (137) is arranged between the magnet armature (115) and the base plate (111). Absperrventil (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (100) eine Vorsteuerventilfeder (139) umfasst, die das Vorsteuerventil (103) in die Ruhestellung drückt, das Absperrventil (100) eine Positionsfeder (141) umfasst, die das Hauptventil (105) auf eine Niederdruckanbindung (123) des Absperrventils (100) drückt, und das Absperrventil (100) eine Hauptventilfeder (131) umfasst, die das Hauptventil (105) in Richtung des Vorsteuerventils (103) drückt.Shut-off valve (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the shut-off valve (100) comprises a pilot valve spring (139) which presses the pilot control valve (103) into the rest position, the shut-off valve (100) comprises a position spring (141) which the main valve (105) presses on a low-pressure connection (123) of the shut-off valve (100), and the shut-off valve (100) comprises a main valve spring (131) which presses the main valve (105) in the direction of the pilot control valve (103). Tanksystem (200) zum Speichern eines Fluids, wobei das Tanksystem (200) umfasst: - einen Tank (201), - ein Absperrventil (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.Tank system (200) for storing a fluid, the tank system (200) comprising: - a tank (201), - a shut-off valve (100) according to one of the Claims 1 until 7 . Tanksystem (200) nach Anspruch 8, wobei das Tanksystem (200) zum Speichern von Wasserstoff konfiguriert ist.Tank system (200). Claim 8 , wherein the tank system (200) is configured to store hydrogen. Tanksystem (200) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (100) in einem Flaschenhals (205) eines Druckbehälters (203) des Tanks (201) angeordnet ist.Tank system (200). Claim 8 or 9 , characterized in that the shut-off valve (100) is arranged in a bottle neck (205) of a pressure vessel (203) of the tank (201).
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